BÀI GIẢNG NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Các hệ thống lưu trữ lớn

BÀI GIẢNG NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Chư ng 11: Các hệ thống lưu trữ lớn Bộ môn Khoa học máy tính Khoa Cơng nghệ thơng tin Nội dung chươ ng 11 ■ Tổng quan hệ thống lưu trữ lớn ■ Cấu trúc đĩa Disk Structure ■ Gắn kết đĩa Disk Attachment ■ Lập lịch đĩa Disk Scheduling ■ Quản lý đĩa Disk Management ■ Quản lý không gian hoán đổi Swap-Space Management ■ Cấu trúc RAID RAID Structure ■ Các thiết bị lưu trữ cấp ba Tertiary Storage Devices 11.2 Mục tiêu ■ Mô tả cấu trúc vật lý thiết bị lưu trữ cấp hai cấp ba, hiệu ứng k ết sử dụng thiết bị ■ Giải thích đặc điểm hiệu thiết bị lưu trữ lớn 11.3 11.1 Tổng quan Cấu trúc lưu trữ lớn ■ Các đĩa từ (magnetic disk) chiếm phần lớn phương tiện lưu trữ cấp hai máy tính đại ● Tốc độ quay ổ đĩa đạt khoảng 60-200 vòng/giây ● Transfer rate tốc độ dòng liệu truyền đĩa máy tính ● Positioning time (random-access time) thời gian chuyển disk arm tới cylinder mong muốn (seek time) thời gian để sector cần thiết quay tới disk head (rotational latency) ● Head crash disk head tiếp xúc với bề mặt đĩa  Điều tồi tệ ■ Các đĩa khả chuyển (removable) ■ Ổ đĩa gắn (attached) với máy tính thơng qua I/O bus ● Nhiều loại bus EIDE, ATA, SATA, USB, Fibre Channel, SCSI ● Host controller máy tính sử dụng bus để “nói chuyện” với disk controller tích hợp ổ đĩa chuỗi lưu trữ (storage array) 11.4 Cơ chế đĩ a có đầ u từ chuyển độ ng 11.5 Tổng quan (tiếp) ■ Băng từ (Magnetic tape) ● Là phương tiện lưu trữ cấp hai trước ● ổn định lưu giữ lượng lớn liệu ● Thời gian truy nhập chậm ● Truy nhập ngẫu nhiên chậm khoảng 1000 lần so với đĩa ● Thường dùng để lưu dự phòng, lưu trữ liệu sử dụng, làm phương tiện trung chuyển hệ thống ● Băng giữ ống cuộn xuôi ngược qua read-write head ● Khi liệu đầu từ, tốc độ truyền tương đương với đĩa ● Dung lượng 20-200GB ● Các công nghệ phổ biến: 4mm, 8mm, 19mm, LTO-2 SDLT 11.6 11.2 Cấu trúc đĩ a ■ Ổ đĩa đánh địa mảng chiều lớn khối logic, khối logic đơn vị nhỏ chuyển liệu ■ Mảng ánh xạ vào sector đĩa ● Sector sector track cylinder ● Việc ánh xạ tiếp tục theo thứ tự qua track đó, r ồi đến track cịn lại cylinder đó, đến cylinder cịn l ại t vào 11.7 11.3 Gắn kết đĩ a (Disk Attachment) ■ Các đĩa nối kết theo cách: Host-attached storage: nối kết thông qua cổng vào-ra, sử dụng số kỹ thuật: ● Kiến trúc I/O bus (IDE-Integrated Drive Electronics, ATA-Advanced Technology Attachment): hỗ trợ tối đa ổ đĩa I/O bus, sử dụng máy PC ■ Kiến trúc SCSI (Small Computer System Interface): hỗ trợ tối đa 16 thiết bị/1 bus (1 card điều khiển, 15 thiết bị lưu trữ) ■ Kiến trúc Fiber Channel (FC): sử dụng cáp quang cáp đồng, kết nối hàng triệu thiết bị (224) mạng Cũng dạng arbitrated loop (FC-AL) hỗ trợ nối 126 thiết bị 11.8 Nối kết đĩ a (tiếp) Network-attached storage (NAS): ■ nối kết thiết bị nhớ thông qua kết nối mạng sử dụng giao thức NFS (UNIX), CIFS (Windows), iSCSI ■ Được thực thi thông qua remote procedure call (RPCs) host storage 11.9 Storage Area Network ■ Phổ biến môi trường lưu trữ lớn (và trở nên phổ biến hơn) ■ Nhiều host gắn kết vào chuỗi nhiều phương tiện lưu trữ - phức tạp 11.10